JPS6085803A - 切屑細断方法およびその装置 - Google Patents

切屑細断方法およびその装置

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JPS6085803A
JPS6085803A JP58190944A JP19094483A JPS6085803A JP S6085803 A JPS6085803 A JP S6085803A JP 58190944 A JP58190944 A JP 58190944A JP 19094483 A JP19094483 A JP 19094483A JP S6085803 A JPS6085803 A JP S6085803A
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JP
Japan
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chip
chips
cutting
pressure liquid
degrees
Prior art date
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Pending
Application number
JP58190944A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Takenaka
竹中 裕幸
Tsuneo Egawa
庸夫 江川
Mamoru Okamoto
岡本 護
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Publication of JPS6085803A publication Critical patent/JPS6085803A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q11/00Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
    • B23Q11/0042Devices for removing chips
    • B23Q11/005Devices for removing chips by blowing

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Turning (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は切削加工によって発生する切屑を効率良く細断
して切屑の処理性を著しく改善できる切屑細断方法およ
びその装置に関する。
切削加工の中でも特に旋削や中ぐシ等では連続した切屑
が発生し、これが切削工具あるいは被剛材に巻きつき、
被削材の面粗度を悪化さぜたル切削工具を損傷させる原
因となっておシ、工作現場での品質管理や生産技術上の
M要な問題となっている。また、連続した切屑はオペレ
ータにとっても危険であシ、災害発生の要因となる。さ
らに、近年の自動化、省力化の推進に伴い無人加工化も
促進されつつあるが、連続した切屑の発生によp、これ
が工具や被削材さらには刃物台等加工機械各部に巻きつ
く可能性があシ、トラブルの原因となるためオペレータ
による監視が必要で無人化の最大の障害となっている。
そこで、従米龜連続する切屑を処理するため切削工具に
チッグプレー力を付して切屑を曲け折って細かく切断す
る方法がとられることが多い。
ととろが、チッf2レーカにょる切屑の処理では、荒加
工のように切込み量が例えは1〜数調で切屑の厚さが厚
い場合には、切屑表層の曲は応力が大きく比較的折れ易
いので有効であるが、切込み量が例えtfo、5+w以
下で切屑の厚さが薄くなるような切削条件の場合には、
チップブレーカによって折シ曲けても切屑が薄く表層の
曲げ応力が小さいため折れ難く有効な処理方法でない。
本発明はかかる現状に鑑みてなされたもので、発生する
切屑の厚さが薄い場合であっても確実かつ効率的に細断
できる切屑細断方法およびその装置の提供を目的とする
。かがる目的を達成する本発明の切屑細断方法にががる
構成扛切削工具の刃先すくい面に向けて10〜/−以上
の高圧液体をその噴射角度が水平方向で扛切屑流出方向
から60度の範囲で且つ垂直方向で扛0度から55度の
範囲で切屑を被剛材の未加工側に押圧するよう噴射し、
この切削のカールの曲率半径を縮小化すると共に微細化
するようにしたことを特徴とし、また切屑細断装置にか
かる構成は、切削工具が取付けられる工具台の近傍に支
持台を設け、この支持台に一点を中心に水平角度を調整
し得る水平角度調整機構と前記一点を中心に垂直角度を
調整し得る垂直角度調整機構との少なくともいずれか一
方を介して噴射ノスルを設け、この噴射ノズルに10 
Kf/lri 以上の高圧液体を供給する供給手段を具
えたことを特徴とする。
以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。
第1図は本発明の切屑細断方法の一実施例を旋削に適用
した場合の原理説明図である。
チャック等に取付けられて回転駆動される被剛材1扛刃
物台に取付けられた切削工具2によって旋削される一方
、切削工具2の刃先すくい面3に向けて噴射ノズル4よ
シ高圧液体5、例えば水や切削油等が噴射され切屑6に
高圧液体5が当たシ、切屑6を被削材1の未加工側1a
に押圧するようになっている。
こうして切削工具2の刃先すくい面3に向けて高圧液体
5を噴射しながら切削すると、切屑・6は曲率半径ρで
螺旋状にカールされる。これは、第2図に切削点部分を
拡大して示すように、切削点Qの近傍では被削材1およ
び切屑6が塑性状態となっており、仁の状態の切屑6に
高圧液体5の噴射力Wが作用すると、剪断すベシ方同が
変化して曲は変形が起り、切削点QにL曲はモーメント
が生じて切屑6が連続的にカールすることとなる。また
、螺旋状にカールされた切屑6は、第3図に示すように
、噴射ノズル4からの高圧液体5の噴射方向を適正にす
ると、被削材1の未加工側1a、すなわち図示例でL送
り方向Aの前方に押され未加工側1aと切削工具2前方
との空間Nに流出させることができる。こうして空間N
に流出される切屑6 t−j被削拐lの未加工側1aや
切削工具2に衝突し、この結果、切屑6のカールの曲率
半径ρが小さく匁ったシ、踊って螺旋が乱れると共に衝
撃によシ折断されるのである。
このような高圧液体5の噴射による切屑6の細断は刃先
すくい面3への高圧液体5の噴射角度や噴射圧力が重要
な因子となる。そこで、第4図(a) (b)に示すよ
うに噴射角度を水平面内で切削点Qから被削材1の軸直
角方向に引いた線Xを基単に送り方向Aの後方にとった
水平角度αと、垂直面内で切削点Qから水平に引いた線
yを基準に上方にとった垂直角度βに分け、椎々の噴射
角度α、βに9いて切削を行ない切屑6のカールの外径
を測定し、第5図にその結果を示した。図中の円が切屑
6のカールの外径を定量的に示したものであり、例えば
α260度でβ=40度のとき線外径が5WII+1で
あった。また、切削条件は、■旋削による外周切削、■
被削材が5US304、■切削工具がノーズ半径0,8
 wtt+、すくい角0度のP20種超硬工具、■切込
角90度、切削速度120 m/ml 、切込み量0.
2 m、送り量0−2 m/rev、■噴射ノズルから
の噴射圧力30 Kr/Cj Tある。
同図から明らかなように、切屑6のカールの外径は噴射
角度α、βに依存することがわかシ、水平角度αは切屑
流出角度α。を境に効果が大きく異なり上記の切削条件
■〜■の場合、この切屑流出角度α。は約15度であり
、水平角度αが15度から75度の範囲が適正な値であ
る。
一方、垂直角度βは0度に近い程好ましく60度以上で
扛効来が少ないことから0〜55度の範囲が適正な値で
ある。また、第5図では切屑6のカール外径を示したが
、カール外径に応じて折断長さも変化し、カール外径が
小さい程切屑6の長さも短くなることが確認されておp
、上記の噴射角度α、βの適正な範囲では切屑6は処理
の容易な大きさに細断されることが確認されている。
上述の噴射角度α、βの適正な範囲で好ましい切屑の細
断が行なわれる理由として、水平角度αがα。≦α≦α
+60度では切屑6が空間Nに確実かつ効果的に流され
ることを意味し、α。〉αでL切屑6が空間Nと逆方向
に流される傾向をもち前述の衝突作用がなされない。ま
た、α〉αo+60度では切屑6の受圧面積が小さくな
って切屑6を螺旋状にカール変形させる曲げモーメント
が減少するため効果が少なくなる。
一方、垂直角度βとしては0度に近い方が最も曲げそ−
メントを与え易く、β〉60度では切屑60力−ル上部
から噴射力Wを加えるとととなるため切削点Qにカロわ
る曲はモーメントが小さくなって効果が少なくなる。こ
れらの傾向は各種被剛材等切削条件が変化しても同様で
あシ、噴射角度α、βの適正な値の範囲は殆んど変らな
い。
また、噴射圧力について第6図の切削条件■〜■と同一
条件でさらに■噴射角度α=40度β=40度して切削
を行ない、その結果を第7図に示した。同図から明らか
なように、噴射圧力を変化させた場合の切屑の状態から
、噴射圧力が高い程切屑に加わる噴射力Wが増大し細断
効果が大きくまることかわかシ、10助/−以上の噴射
圧力であれば好ましい状態に細断される。この傾向は噴
射角度α、βについてと同様、各種被剛材等切削条件が
変化しても噴射圧力が10 Kf/m以上であれは有効
に細断されることはりんど変らな“・ 次に、本発明の切屑細断装置の一実施例を旋盤に適用し
た場合について説、明するが、第7図は全体の正面図、
第8図および第9図祉要部の断面図およびB−B断面図
である。
旋盤10の往復台11上に切屑細断装置12の支持板1
3が取付けられ、往復台11に設置されている刃物台1
4の近傍に配置されている。
この支持板13には、垂直平面内で円弧状とされた垂直
角度調整板15が立設されその曲率中心が切削点Q側と
なるようにしである。この垂直角度調整板15には外形
の円弧と同心の円弧状の貫通した溝16が形成され中心
よシ外側の溝内面にラック17が形成しである。また、
この垂直角度調整板15にはその両側をかかえ込むよう
に垂直摺動ホルダ18が摺動可能に装着され、この垂直
摺動ホルダ18に取付けられた垂直駆動モータ19のビ
ニオン20がラック17と噛み合っておシ、垂直駆動モ
ータ19を駆動することで垂直摺動ホルダ18が垂直角
度調整板15の曲率中心を向いた状態でこの垂直角度調
整板15に沿って摺動される。
また、垂直摺動ホルダ18の中心側端部には、水平面内
で円弧状とされ且つその曲率中心が垂直角度調整板15
の曲率中心と一致する水平角度調整板21が固定してお
る。この水平角度調整板21も垂直角度調整板15と同
様に、外形と同心の貫通した溝22が形成されその中心
よシ外側の溝内側にラック23が形成しである。
また、水平角度調整板21にもこれを上下にかかえ込む
よう水平摺動ホルダ24が摺動可能に装着され、水平摺
動ホルダ24に取付けられた水平駆動モータ25先端の
ビニオン26がラック23と噛み合っており、この水平
駆動そ一タ25により水平摺動ホルダ24が水平角度調
整板210曲率中心(垂直角度調整板15の曲率中心と
同一)を向いた状態でこの水平角度調整板21に沿って
摺動される。
この水平摺動ホルダ24の中心側端部に線噴射ノズル4
が溶接等で固定され、先端の噴射孔4aが垂直および水
平角度調整板15.21の曲率中心を向くようになって
おシ、基端には高圧液体を供給する高圧液体供給管27
が接続され、図示しない高圧液体供給装置に接続しであ
る。
かように構成した切屑細断装置を使用する場合には、第
8図および第9図に示すように、刃物台14に取付けら
れる切削工具2の刃先部Pが垂直および水平角度調整板
15.21の曲率中心とを1は一致するように固定した
のち旋削をbなう。そして、この旋削中には、予め2つ
の駆動モータ19.25をそれぞれ駆動制御して噴射角
度α、βを上述の適正な値の範囲に設定した状態で噴射
ノズル4から切削工具2の刃先づ−くい面3に向けて高
圧液体(10Kg/−以上)5を噴射する。
との結果、切屑6は高圧液体5によp螺旋状にカールさ
れ、その曲率を減じながら細断される。
一方、切削条件等の変化に対応して噴射角度α、βを変
更した力、切削条件で変化する切屑6の流出角度α。に
対応して適正な噴射角度α。
βに設定する場合には、垂直駆動モータ19や水平駆動
モータ25をそれぞれ駆動制御するだけで簡単に設定す
ることができ、従来のチップブレーカでは細断が困難で
あった仕上加工等によって発生する薄い切屑でも効果的
に細断できる。
したがって、オペレータへの危険もなく管理面でも有利
となシ、無人化運転も可能となる。
尚、上記実施例では垂直および水平の2組の駆動モータ
、ビニオン、ラックでそれぞれ噴射角度を調整可能とし
たが、自動化や遠隔化の必要のない場合には、これらを
廃止し単なる止め金とし、それぞれの角度調整板の溝へ
挿通したがルトとナツトとでホルダを固定する等の手動
式とすることもできる。また、噴射角度の調整を垂直角
度あるいは水平角度のいずれが一方のみを調整可能とし
、他方を固定式とすることも可能である。また、旋削に
限らず広く切削に適用できる。
以上、実施例とともに具体的に1明したように本発明に
よれば、切削工具の刃先すくい面に向けて10 K9/
ad以上の高圧液体を噴射ノズルよシ水平角度を切屑流
出方向から60度の範囲で且つ垂直角度を0度から55
度の範囲に向けて噴射するようにしたので、発生する切
屑の厚さが薄い場合であっても確実かつ効率的に切屑を
細断することができる1、
【図面の簡単な説明】
第1図〜第3図はそれぞれ本発明の切屑細断方法にかか
る原理説明図、第4図(a) (b)はそれぞれ高圧液
体の噴射角度の説明図、第5図は噴射角度と切屑のカー
ル外径との関係を表わす説明図、第6図は噴射圧力と切
屑の細断状態との関係全表わす説明図、第7図〜第9図
は本発明の切屑細断装置の一実施例を旋盤に適用した場
合にかかシ、第7図は全体の正面図、第8図および第9
図は要部の断面図およびB−B断面図である。 図面中、 lは被剛材、 2L切削工具、 3は刃先すくい面、 4は噴射ノズル、 5は高圧液体、 6は切屑、 11は往復台、 12は切屑細断装置、 13は支持板、 14は刃物台、 15は垂直角度調整板、 18は垂直摺動ホルダ、 21は水平角度調整板、 24は水平摺動ホルダ、 Aは送υ方回、 Qは切削点、 Wは噴射力、 αは水平角度、 βは垂直角度、 α。は切屑流出角度である。 特許出願人 三菱重工業株式会社 復代理人 弁理士 光 石 士 部 (他1名) 第4図 (0) λ (b)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)切削工具の刃先すくい面に向けて10Kv/cd
    以上の高圧液体をその噴射角度が水平方向では切屑流出
    方向から60度の範囲で且つ垂直方向で社0度から55
    度の範囲で切屑を被剛材の未加工側に押圧するよう噴射
    し、この切屑のカールの曲率半径を縮小化すると共に微
    細化するようにしたことを%徴とする切屑細断方法。
  2. (2) 切削工具が取付けられる工具台の近傍に支持台
    を設け、この支持台に一点を中心に水平角度を調整し得
    る水平角度調整機構と前記一点を中心に垂直角度を調整
    し得る垂直角度調整機構との少なくともいずれか一方を
    介して噴射ノズルを設け、この噴射ノズルに10に体以
    上の高圧液体を供給する供給手段を具えたことを特徴と
    する切屑細断装置。
JP58190944A 1983-10-14 1983-10-14 切屑細断方法およびその装置 Pending JPS6085803A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1990014913A1 (en) * 1989-05-30 1990-12-13 Kennametal Inc. Tool assembly with a hydraulic chip-breaking fluid system
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